Alchenele - Acestea sunt hidrocarburi în moleculele cărora există O legătură dublă C \u003d C.

Nomenclatura alchenelor: sufixul apare în nume -RO.

Primul membru al seriei omoloage este C2H4 (etene).

Pentru cele mai simple alchene, sunt folosite și nume stabilite istoric:

etilenă (etenă)

propilenă (propenă),

Următorii radicali alchenă monovalenți sunt adesea utilizați în nomenclatură:

CH2-CH=CH2

Tipuri de izomerie ale alchenelor:

1. Izomeria scheletului de carbon:(începând de la C4H8 - butenă și 2-metilpropenă)

2. Izomerie de poziție a legăturilor multiple:(începând cu C4H8): buten-1 și buten-2.

3. Izomerie interclasă: din cicloalcani(începând cu propenă):

C4H8 - butenă și ciclobutan.

4. Izomeria spațială a alchenelor:

Datorită faptului că rotația liberă în jurul legăturii duble este imposibilă, aceasta devine posibilă cis-trans- izomerie.

Alchene având doi atomi de carbon la fiecare legătură dublă diverși înlocuitori, poate exista sub forma a doi izomeri care diferă în aranjarea substituenților în raport cu planul legăturii π:

Proprietățile chimice ale alchenelor.

Alchenele se caracterizează prin:

· reacții de adiție cu duble legătură,

· reactii de oxidare,

· reacții de substituție în „lanțul lateral”.

1. Reacții de adiție a legăturii duble: cu cât legătura π mai slabă este ruptă, se formează un compus saturat. Acestea sunt reacții de adiție electrofile - AE.	1) Hidrogenare: CH3-CH=CH2 + H2 à CH3-CH2-CH3 2) halogenare: CH3-CH=CH2 + Br2 (soluție)à CH3-CHBr-CH2Br Decolorarea apei cu brom este o reacție calitativă la o legătură dublă. 3) Hidrohalogenare: CH3-CH=CH2 + HBr à CH3-CHBr-CH3 (REGULA LUI MARKOVNIKOV: hidrogenul este atașat celui mai hidrogenat atom de carbon). 4) Hidratarea - racord la apa: CH3-CH=CH2 + HOH à CH3-CH-CH3 (atașamentul are loc și după regula lui Markovnikov)
2. Adăugarea de bromură de hidrogen la prezența peroxizilor (efect Harsh) - aceasta este o adăugare radicală - AR	CH3-CH=CH2 + HBr -(H2O2)à CH3-CH2-CH2Br (reacția cu bromură de hidrogen în prezența peroxidului are loc împotriva domniei lui Markovnikov )
3. Combustie- oxidarea completă a alchenelor cu oxigen la dioxid de carbon și apă.	С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О
4. Oxidarea moale a alchenelor - Reacția lui Wagner : reacție cu o soluție apoasă rece de permanganat de potasiu.	3CH3- CH=CH2+ 2KMnO4 + 4H2O până la 2MnO2 + 2KOH + 3 CH3 - CH - CH2 Oh Oh ( se formează un diol) Decolorarea unei soluții apoase de permanganat de potasiu cu alchene este o reacție calitativă pentru alchene.
5. Oxidarea dură a alchenelor- soluție fierbinte de permanganat de potasiu neutru sau acid. Vine cu o întrerupere a legăturii duble C=C.	1. Sub acțiunea permanganatului de potasiu în mediu acid, în funcție de structura scheletului alchenic, se formează: Fragment al lanțului de carbon la dubla legătură În ce se transformă = CH -R R– COOHacid carboxilic = C – R cetonăR – C – R CH3-C-1 H=C-2Н2 +2 KMn+7O4 + 3H2SO4 a CH3-C+3 Oh + C+4 O2 + 2Mn+2SO4 + K2SO4 + 4H2O 2. Dacă reacția se desfășoară într-un mediu neutru atunci când este încălzită, atunci, în consecință, potasiu sare: Fragment de lanț lângă o legătură dublă În ce se transformă K2CO3 = CH -R R– COOLA- sare de acid carboxilic = C – R cetonăR – C – R 3CH3C-1H=DIN-2Н2 +10 K MnO4 - ta 3 CH3 C+3OO K + + 3K 2C+4O3 + 10MnO2 +4Н2О+ K Oh
6. Oxidarea oxigenul de etilenă în prezența sărurilor de paladiu.	CH2=CH2 + O2 –(kat)à CH3CHO (acetaldehida)
7. Clorarea și bromurarea la lanțul lateral: dacă reacția cu clorul se realizează la lumină sau la o temperatură ridicată, hidrogenul este înlocuit în lanțul lateral.	CH3-CH=CH2 + Cl2 – (uşoară)à CH2-CH=CH2 + HCl
8. Polimerizare:	n CH3-CH=CH2 a(-CH–CH2-)n propilenă ô polipropilenă

PRODUCEREA ALCHENELOR

eu . Cracare alcani:	С7Н16 –(t)a CH3-CH=CH2 + C4H10 alchenă alcan
II. Dehidrohalogenarea haloalcanilor sub acțiunea unei soluții alcoolice de alcali - reacția ELIMINAREA.	Regula lui Zaitsev: Eliminarea unui atom de hidrogen în reacțiile de eliminare are loc predominant din atomul de carbon cel mai puțin hidrogenat.
III. Deshidratarea alcoolilor la temperatura ridicata (peste 140°C) in prezenta reactivilor de eliminare a apei - oxid de aluminiu sau acid sulfuric concentrat - reactia de eliminare.	CH3- CH-CH2-CH3 – (H2SO4,t>140o)à à H2O+CH3- CH=CH-CH3 (se supune și regulii Zaitsev)
IV. Dehalogenarea dihaloalcanilor având atomi de halogen la atomii de carbon vecini, sub acţiunea metalelor active.	CH2 Br-CH Br-CH3+ mg aCH2=CH-CH3+ MgBr2 Se poate folosi și zinc.
V. Dehidrogenarea alcanilor la 500°С:
VI. Hidrogenarea incompletă a dienelor și alchinelor	С2Н2 + Н2 (deficit) –(kat)à С2Н4

ALKADIENE.

Acestea sunt hidrocarburi care conțin două legături duble. Primul membru al seriei este C3H4 (propadienă sau alenă). Sufixul apare în nume - DIEN .

Tipuri de duble legături în diene:

1.Izolatlegături duble separate în lanț prin două sau mai multe legături σ: CH2=CH–CH2–CH=CH2. Dienele de acest tip prezintă proprietăți caracteristice alchenelor.

2. Cumulativlegături duble situat pe un atom de carbon: CH2=C=CH2(Allen) Astfel de diene (alene) aparțin unui tip destul de rar și instabil de compuși.

3.Perechelegături duble separate printr-o legătură σ: CH2=CH–CH=CH2 Dienele conjugate se caracterizează prin proprietăți caracteristice datorate structurii electronice a moleculelor, și anume, o secvență continuă de patru atomi de carbon sp2.

Izomerie dienică

1. Izomerie poziții duble obligațiuni:

2. Izomerie schelet de carbon:

3. Interclasă izomerie cu alchine Și cicloalchene . De exemplu, următorii compuși corespund formulei C4H6:

4. Spațial izomerie Dienele având diferiți substituenți la atomii de carbon la legături duble, cum ar fi alchenele, prezintă izomerie cis-trans. (1) Izomer cis (2) Izomer trans

Structura electronică a dienelor conjugate.

Moleculă de butadienă-1,3 CH2=CH-CH=CH2 conţine patru atomi de carbon sp2 - stare hibridizată și are o structură plată.

Electronii π ai legăturilor duble formează un singur nor de electroni π (sistem alăturat ) și sunt delocalizate între toți atomii de carbon.

Multiplicitatea legăturilor (numărul de perechi de electroni comuni) dintre atomii de carbon are o valoare intermediară: nu există legături pur simple și pur duble. Structura butadienei este reflectată mai exact de formula cu legături delocalizate „una și jumătate”.

PROPRIETĂȚI CHIMICE ALE ALCADIANELOR CONJUGATE.

REACȚII DE ADAPTARE LA DIENE CONJUGATE. Adăugarea de halogeni, halogenuri de hidrogen, apă și alți reactivi polari are loc printr-un mecanism electrofil (ca în alchene). Pe lângă adăugarea la una dintre cele două legături duble (adiția 1,2), dienele conjugate se caracterizează prin așa-numita adiție 1,4, atunci când întregul sistem delocalizat de două legături duble participă la reacție: Raportul dintre produșii de adiție 1,2 și 1,4 depinde de condițiile de reacție (odată cu creșterea temperaturii, probabilitatea adăugării de 1,4 crește de obicei).

1. Hidrogenarea. CH3-CH2-CH=CH2 (1,2 produs) CH2=CH-CH=CH2 + H2 CH3-CH=CH-CH3 (1,4 produs) În prezența unui catalizator Ni, se obține un produs complet de hidrogenare: CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2 –(Ni, t)à CH3-CH2-CH2-CH3

2. Halogenare, hidrohalogenare și hidratare 1,4-atașament. 1,2-atasament. Cu un exces de brom, se adaugă încă o moleculă la locul dublei legături rămase pentru a forma 1,2,3,4-tetrabromobutan.

3. reacție de polimerizare. Reacția se desfășoară predominant prin mecanismul 1,4, cu formarea unui polimer cu legături multiple, numit cauciuc : nCH2=CH-CH=CH2 à (-CH2-CH=CH-CH2-)n polimerizarea izoprenului: nCH2=C–CH=CH2 à(–CH2 –C =CH –CH2 –)n CH3 CH3 (poliizopren)

REACȚII DE OXIDARE - moale, dure, precum și arzătoare. Ele procedează în același mod ca și în cazul alchenelor - oxidarea ușoară duce la un alcool polihidroxilic, iar oxidarea dură duce la un amestec de diverși produse în funcție de structura dienei: CH2=CH –CH=CH2 + KMnO4 + H2O à CH2 – CH – CH – CH2 + MnO2 + KOH

Alcadienele ard la dioxid de carbon și apă. C4H6 + 5,5O2 à 4CO2 + 3H2O

OBȚINEREA ALKADIENE.

1. dehidrogenare catalitică alcani (prin stadiul de formare a alchenelor). În acest fel, divinilul este obținut în industrie din butanul conținut în gazele de rafinare a petrolului și gazele asociate: Izoprenul se obține prin dehidrogenarea catalitică a izopentanului (2-metilbutan):

2. Sinteza lui Lebedev: (catalizator - un amestec de oxizi Al2O3, MgO, ZnO 2 C2H5OH –(Al2O3,MgO, ZnO, 450˚C)à CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2

3. Deshidratarea alcoolilor dihidroxilici:

4. Acțiunea unei soluții alcoolice de alcali asupra dihaloalcanilor (dehidrohalogenare):

Oxidarea alchenelor cu permanganat de potasiu într-un mediu alcalin atunci când sunt încălzite (condiții dure) duce la distrugerea scheletului lor de carbon la locul dublei legături. În acest caz, în funcție de numărul de grupări alchil asociate cu fragmentul de vinil, se pot obține doi acizi carboxilici, un acid și o cetonă sau două cetone:

Exercițiul 11. Ce produs se formează în timpul oxidării ciclohexenei (a) cu o soluție diluată de permanganat de potasiu la rece și (b) cu o soluție concentrată de permanganat de potasiu, urmată de acidificare.

Exercițiul 12. Ce produse se formează din 1,2-dimetilciclohexenă în timpul (a) hidrogenării catalitice, (b) oxidării cu o soluție diluată de permanganat de potasiu la rece, (c) ozonării urmate de scindare reductivă.

6.5. Oxidarea etilenei la acetaldehidă

Oxidarea etilenei cu oxigenul atmosferic în prezența clorurilor de paladiu (II) și cupru (II) are ca rezultat formarea acetaldehidei ( procesul Wacker):

(63)

etanal (acetaldehidă)

6.6. Oxidarea clorului de etilenă

Clorura de vinil se obține prin clorul de etilenă:

6.7. Amonoliza oxidativă

Oxidarea hidrocarburilor cu oxigenul atmosferic în prezența amoniacului duce la transformarea grupării metil într-o grupare ciano. Această oxidare se numește amonoliză oxidativă. Acrilonitrilul se obține prin amonoliza oxidativă a propilenei.

acrilonitril

Acidul cianhidric se obține prin amonoliza oxidativă a metanului:

(66)

7. Hidroformilarea alchenelor (oxosinteza)

La o temperatură de 30 până la 250 de grade C și o presiune de 100-400 atm. în prezența dicobaltoctacarbonilului, alchenele adaugă hidrogen și monoxid de carbon pentru a forma aldehide. De obicei se obține un amestec de izomeri:

Mecanism:

1. Clivaj ligand

2. Adăugarea de etilenă

3. Introducerea etilenei

4. Atașarea unui ligand

5. Introducerea CO

6. Adaosul oxidativ de hidrogen

7. Eliminarea reductivă a propanalului

8. Adăugarea carbenelor și carbenoidelor

În ultimii ani, în chimia organică s-a acordat multă atenție compușilor carbonului divalent - carbeni. Majoritatea carbenelor sunt instabile și reacționează imediat după formarea lor cu alți compuși.

8.1. Structura carbenelor

Carbenul nesubstituit:CH2, numit și metilen, poate fi sub formă de singlet sau triplet. În forma singlet a carbenului, doi electroni nepereche cu spini perechi sunt în același orbital, în timp ce în forma triplet, doi electroni nepereche cu spini paraleli sunt în doi orbitali de aceeași energie. Configurațiile electronice diferite ale carbenelor singlet și triplet sunt reflectate atât în ​​geometria diferită a acestor particule, cât și în activitatea chimică diferită. Atomul de carbon divalent al carbenului singlet este în stare sp 2 -hibrid, ambii electroni sunt localizați în orbital sp 2 -hibrid (HOMO), iar orbitalul p (LUMO) este liber. Carbena triplet este caracterizată prin hibridizarea sp a carbonului divalent; în acest caz, doi electroni nepereche sunt localizați pe doi orbitali p, adică carbenul triplet este un biradical. Unghiul H-C-H pentru metilen singlet, conform datelor spectrale, este egal cu 102-105 0, iar pentru metilen triplet acest unghi crește la 135140 o . Aceasta corespunde stabilității mai mari a tripletului metilen. Conform calculelor mecanice cuantice, metilenul triplet este într-adevăr cu 10 kcal/mol mai stabil decât metilenul singlet.

Substituenții, totuși, provoacă o modificare a stabilității relative a acestor două forme de carbene. Pentru dialchilcarbene, forma triplet este, de asemenea, mai stabilă decât forma singlet, dar pentru dihalocarbene : CHal2 și alți carbeni cu substituenți care conțin o pereche de electroni singuratică, starea fundamentală este singlet. Unghiul de legătură C1-C-C1 de 106° pentru diclorocarben este în acord bun cu forma singlet. Stabilitatea mai mare a formei singlet a dihalocarbenelor în comparație cu forma triplet se datorează aparent stabilizării sale datorită perechii singure de electroni a heteroatomului.

O astfel de stabilizare a formei triplete a dihalocarbenelor este imposibilă. Conform datelor calculului mecanic cuantic, energia tranziției singlet-triplet pentru diclorocarben este de 13,5 Kcal/mol.

A. Diclorocarben

Pentru generarea dihalocarbenelor s-au dezvoltat metode bazate pe reacția de α-eliminare a halogenurilor de hidrogen din trihalometani sub acțiunea bazelor puternice. Această metodă a fost din punct de vedere istoric prima prin care prima dintre carbene, diclorocarbena, a fost generată ca intermediar (J. Hine 1950). Atunci când interacționează cu baze puternice din cloroform (pKa al cloroformului este ~16), bromoform (pKa = 9) și alți trihalometani, se formează un anion, care este stabilizat datorită eliminării ionului de halogenură cu formarea dihalocarbenului. Prin acțiunea bazelor puternice asupra cloroformului se obține diclorocarben:

diclorocarben

Compușii organolitiului într-un mediu aprotic indiferent pot fi, de asemenea, utilizați ca bază. Apoi, sub -100 0 С, se poate înregistra formarea triclorometillitiului ca intermediar.

Bazele puternice, cum ar fi RLi, pot fi folosite pentru a genera carbeni din derivați de 1,1-dihalogen

În ultimii ani, pentru a genera dihalocarbeni în loc de nα-butil-litiu este utilizat pe scară largă ca bază de bis(trimetilsilil)amidă de sodiu.

Aceasta eliberează un silazan [bis(trimetilsilil)amidă] inert chimic. Bis(trimetilsilil)amida de sodiu, spre deosebire de n-butillitiu, poate fi izolată într-o atmosferă inertă în formă uscată. În practică, soluțiile sale eterice sunt mai des folosite, care pot fi păstrate la temperatura camerei pentru o perioadă lungă de timp.

Diclorocarbenul poate fi, de asemenea, generat prin decarboxilarea termică a tricloracetatului de sodiu uscat:

Una dintre cele mai accesibile metode moderne de generare a diclorocarbenului din cloroform sub acțiunea hidroxidului de sodiu în condiții de cataliză interfacială va fi analizată în detaliu mai târziu.

Diclorocarbenul se adaugă la alchene pentru a da diclorociclopropani. Adăugarea are loc stereospecific - configurația alchenei inițiale este, de asemenea, păstrată în produsul de reacție - ciclopropan:

(69)

transă-2-butenă transă-1,2-dimetil-3,3-

diclorociclopropan

(70)

cis-2-butenă qidin-1,2-dimetil-3,3-

diclorociclopropan

(71)

7,7-diclorobicicloheptan

În timpul reducerii 1,1-dihalociclopropanilor sub acțiunea litiului în mpem-alcool butilic, zinc in acid acetic sau sodiu in amoniac lichid, ambii atomi de halogen sunt inlocuiti cu hidrogen. Aceasta este una dintre metodele comune pentru prepararea derivaților de ciclopropan.

bicicloheptan

Ex. unsprezece. Reacții complete:

(Z)-3-metil-2-penten metilenciclohexan

Răspuns

B. metilen

Metilena poate fi obținută prin descompunerea diazometanului. Diazometanul este o substanță relativ instabilă care se descompune în azot și metilen la iradiere.

(73)

diazometan

Metilena:CH2 în timpul fotolizei diazometanului se formează într-o formă mai puțin stabilă de singlet. În condițiile de reacție, metilenul singlet pierde rapid energie ca urmare a ciocnirilor cu moleculele de diazometan sau azot și se transformă în triplet metilen mai stabil.

O carbenă singlet este caracterizată prin adăugarea sincronă la dubla legătură a alchenei cu păstrarea completă a geometriei la legătura dublă (reacție de α-cicloadiție). Adăugarea formei singlet a carbenului la legătura dublă are loc astfel strict stereospecific.

B. Reacția lui Simmons-Smith

O metodă eficientă și foarte simplă din punct de vedere experimental pentru conversia alchenelor în derivați de ciclopropan se bazează pe reacția alchenelor cu iodură de metilen și un aliaj zinc-cupru. Această reacție a fost descoperită în 1958 de Simmons și Smith și a câștigat imediat o mare popularitate în sinteza derivaților de ciclopropan. Specia activă în această reacție nu este o carbenă : CH 2, iar carbenoidul este iodură de iodometilzinc IZnCH 2 I, formată prin interacțiunea iodurii de metilen și a unei perechi zinc-cupru.

diiodometan iodometilzinkiodură

(reactiv Simmons-Smith)

(75)

Reacția se desfășoară după următorul mecanism:

Reacția Simmons-Smith este o metodă foarte convenabilă pentru transformarea alchenelor în ciclopropani.

Ex. 12. Reacții complete:

Răspuns

(76)

metilenciclopentan spiroheptan

(77)

stiren ciclopropilbenzen

În sarcinile din categoria C3 a examenului unificat de stat, reacțiile de oxidare a substanțelor organice cu permanganat de potasiu KMnO 4 în mediu acid, care apar cu ruperea lanțului de carbon, provoacă dificultăți deosebite. De exemplu, reacția de oxidare a propenei se desfășoară conform ecuației:

CH 3 – CH = CH 2 + KMnO4 + H 2 ASA DE 4 → CH 3 COOH + CO 2 + MnSO 4 + K 2 ASA DE 4 + H 2 Oh

Pentru a lua în considerare ecuații redox complexe precum aceasta, tehnica standard sugerează o balanță electronică, dar după o altă încercare, devine evident că acest lucru nu este suficient. Rădăcina problemei aici stă în faptul că trebuie înlocuit coeficientul din fața oxidantului, luat din balanța electronică. Acest articol oferă două metode care vă permit să alegeți factorul potrivit în fața agentului de oxidare pentru a egaliza în final toate elementele. Metoda de substituire pentru a înlocui coeficientul în fața agentului oxidant, este mai potrivit pentru cei care sunt capabili să numere timp îndelungat și minuțios, deoarece aranjarea coeficienților în acest fel poate fi lungă (în acest exemplu, a fost nevoie de 4 încercări ). Metoda de substituție este utilizată împreună cu metoda „TABLE”, care este, de asemenea, discutată în detaliu în acest articol. Metoda "algebrică" vă permite să înlocuiți coeficientul în fața agentului de oxidare nu mai puțin simplu și fiabil, dar mult mai rapid KMnO 4 comparativ cu metoda substituției, dar are un domeniu de aplicare mai restrâns. Metoda „algebrică” poate fi folosită doar pentru a înlocui coeficientul din fața oxidantului KMnO 4în ecuaţiile reacţiilor de oxidare ale substanţelor organice care procedează cu ruperea lanţului carbonic.

Descarca:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea, creați-vă un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com

Pe tema: dezvoltări metodologice, prezentări și note

Aranjarea coeficienților în ecuații chimice

Profesorul, fiind personajul principal în organizarea activității cognitive a elevilor, este în permanență în căutarea unor modalități de îmbunătățire a eficienței învățării. Organizarea unui training eficient...

Reacții redox care implică substanțe organice

Tendința compușilor organici de a se oxida este asociată cu prezența legături multiple, grupări funcționale, atomi de hidrogen la atomul de carbon care conține gruparea funcțională.

Oxidarea secvențială a substanțelor organice poate fi reprezentată ca următorul lanț de transformări:

Hidrocarbură saturată → Hidrocarbură nesaturată → Alcool → Aldehidă (cetonă) → Acid carboxilic → CO 2 + H 2 O

Relația genetică dintre clasele de compuși organici este prezentată aici ca o serie de reacții redox care asigură trecerea de la o clasă de compuși organici la alta. Este completat de produsele de oxidare completă (combustie) a oricăruia dintre reprezentanții claselor de compuși organici.

Dependența capacității redox a materiei organice de structura sa:

Tendința crescută a compușilor organici de a se oxida se datorează prezenței unor substanțe în moleculă:

• legături multiple(de aceea alchenele, alchinele, alcadienele se oxidează atât de ușor);
• anumite grupe funcționale, capabil de a fi ușor oxidat (--SH, -OH (fenolic și alcool), - NH 2;
• grupări alchil activate situat lângă mai multe obligațiuni. De exemplu, propena poate fi oxidată la aldehidă acroleină nesaturată cu oxigen atmosferic în prezența vaporilor de apă pe catalizatori de bismut-molibden.

H2C=CH−CH3 → H2C=CH−COH

Precum și oxidarea toluenului la acid benzoic cu permanganat de potasiu într-un mediu acid.

5C 6 H 5 CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

• prezența atomilor de hidrogen la un atom de carbon care conține o grupare funcțională.

Un exemplu este reactivitatea în reacțiile de oxidare a alcoolilor primari, secundari și terțiari prin reactivitate la oxidare.

În ciuda faptului că în cursul oricăror reacții redox au loc atât oxidarea, cât și reducerea, reacțiile sunt clasificate în funcție de ceea ce se întâmplă direct cu compusul organic (dacă este oxidat, se vorbește despre procesul de oxidare, dacă este redus, despre procesul de reducere) .

Deci, în reacția etilenei cu permanganatul de potasiu, etilena va fi oxidată, iar permanganatul de potasiu va fi redus. Reacția se numește oxidarea etilenei.

Utilizarea conceptului de „stare de oxidare” (CO) în chimia organică este foarte limitată și se realizează, în primul rând, în formularea ecuațiilor pentru reacțiile redox. Totuși, ținând cont de faptul că o compoziție mai mult sau mai puțin constantă a produșilor de reacție este posibilă numai cu oxidarea completă (combustia) substanțelor organice, oportunitatea aranjarii coeficienților în reacțiile de oxidare incompletă dispare. Din acest motiv, ei se limitează de obicei la întocmirea unei scheme de transformări ale compuşilor organici.

Când am studiat caracteristicile comparative ale compușilor anorganici și organici, ne-am familiarizat cu utilizarea stării de oxidare (s.o.) (în chimia organică, în primul rând carbonul) și metodele de determinare a acesteia:

1) calculul mediei s.d. carbonul dintr-o moleculă organică:

-8/3 +1

Această abordare este justificată dacă toate legăturile chimice din materia organică sunt distruse în timpul reacției (combustie, descompunere completă).

2) definiția s.o. fiecare atom de carbon:

În acest caz, starea de oxidare a oricărui atom de carbon dintr-un compus organic este egală cu suma algebrică a numerelor tuturor legăturilor cu atomii mai multor elemente electronegative, luate în considerare cu semnul „+” la atomul de carbon și numărul de legături cu atomi de hidrogen (sau alt element mai electropozitiv), luate în considerare cu semnul „-” la atomul de carbon. În acest caz, legăturile cu atomi de carbon vecini nu sunt luate în considerare.

Ca exemplu cel mai simplu, să determinăm starea de oxidare a carbonului într-o moleculă de metanol.

Atomul de carbon este legat de trei atomi de hidrogen (aceste legături sunt luate în considerare cu semnul „-”), o legătură este cu atomul de oxigen (se ia în considerare cu semnul „+”). Se obține: -3 + 1 = -2. Astfel, starea de oxidare a carbonului în metanol este -2.

Gradul calculat de oxidare a carbonului, deși este o valoare condiționată, indică însă natura schimbării densității electronilor în moleculă, iar schimbarea acestuia ca urmare a reacției indică un proces redox în curs.

Clarificăm în ce cazuri este mai bine să folosiți una sau alta metodă.

Procesele de oxidare, ardere, halogenare, nitrare, dehidrogenare, descompunere sunt procese redox.

La trecerea de la o clasă de compuși organici la alta Șicreşterea gradului de ramificare a scheletului de carbon molecule de compuși dintr-o clasă separată se modifică starea de oxidare a atomului de carbon responsabil de capacitatea reducătoare a compusului.

Substante organice ale caror molecule contin atomi de carbon cu maxim(- și +) valorile CO(-4, -3, +2, +3), intră într-o reacție completă de oxidare-combustie, dar rezistent la oxidanți cu rezistență ușoară și medie.

Substanțe ale căror molecule conțin atomi de carbon în CO -1; 0; +1, se oxidează cu ușurință, abilitățile lor de reducere sunt apropiate, astfel încât oxidarea lor incompletă poate fi realizată prin unul dintre cele cunoscute. agenți oxidanți de rezistență scăzută și medie. Aceste substanțe pot prezenta dublă natură, acționând ca un agent oxidant, așa cum este inerent substanțelor anorganice.

La scrierea ecuațiilor pentru reacțiile de ardere și descompunere a substanțelor organice, este mai bine să folosiți valoarea medie a s.d. carbon.

De exemplu:

Să facem o ecuație completă a unei reacții chimice prin metoda echilibrului.

Valoarea medie a stării de oxidare a carbonului în n-butan:

Starea de oxidare a carbonului din monoxidul de carbon (IV) este +4.

Să facem o diagramă de echilibru electronic:

Atenție la prima jumătate a balanței electronice: atomul de carbon în valoarea fracționată a s.d. numitorul este 4, deci calculăm transferul de electroni folosind acest coeficient.

Acestea. trecerea de la -2,5 la +4 corespunde trecerii la 2,5 + 4 = 6,5 unități. pentru că Sunt implicați 4 atomi de carbon, apoi 6,5 4 \u003d 26 de electroni vor fi eliberați în total de atomii de carbon de butan.

Luând în considerare coeficienții găsiți, ecuația pentru reacția chimică a arderii n-butanului va arăta astfel:

Puteți utiliza metoda pentru determinarea încărcăturii totale a atomilor de carbon dintr-o moleculă:

(4 C) -10 …… → (1 C) +4 , ținând cont că numărul de atomi dinaintea semnului = și de după trebuie să fie același, egalăm (4C) -10 …… →[(1 C) +4 ] 4

Prin urmare, trecerea de la -10 la +16 este asociată cu pierderea a 26 de electroni.

În alte cazuri, determinăm valorile s.d. fiecare atom de carbon din compus, acordând atenție secvenței de substituție a atomilor de hidrogen la atomii de carbon primari, secundari și terțiari:

În primul rând, procesul de substituție are loc la nivelul terțiar, apoi la secundar și, în ultimul rând, la atomii de carbon primari.

Alchenele

Procesele de oxidare depind de structura alchenei și a mediului de reacție.

1. Când alchenele sunt oxidate cu o soluție concentrată de permanganat de potasiu KMnO 4 într-un mediu acid (oxidare dură) Legăturile σ și π se rup odată cu formarea de acizi carboxilici, cetone și monoxid de carbon (IV). Această reacție este utilizată pentru a determina poziția dublei legături.

a) Dacă legătura dublă este la capătul moleculei (de exemplu, în buten-1), atunci unul dintre produșii de oxidare este acidul formic, care se oxidează ușor la dioxid de carbon și apă:

b) Dacă în molecula de alchenă atomul de carbon de la legătura dublă conține doi substituenți de carbon (de exemplu, în molecula de 2-metilbutenă-2), atunci în timpul oxidării sale are loc formarea unei cetone, deoarece transformarea unui astfel de atom într-un atom al grupării carboxil este imposibilă fără ruperea legăturii C-C, care este relativ stabilă în aceste condiții:

c) Dacă molecula de alchenă este simetrică și legătura dublă este conținută în mijlocul moleculei, atunci în timpul oxidării se formează un singur acid:

O caracteristică a oxidării alchenelor, în care atomii de carbon din legătura dublă conțin doi radicali de carbon, este formarea a două cetone:

2. În medii neutre sau ușor alcaline, oxidarea este însoțită de formarea de dioli (alcooli dihidroxilici) , iar grupările hidroxil sunt atașate la acei atomi de carbon între care a existat o legătură dublă:

În timpul acestei reacții, culoarea violetă a soluției apoase de KMn04 este decolorată. Prin urmare, este folosit ca reacție calitativăîn alchene (reacția Wagner).

3. Oxidarea alchenelor în prezența sărurilor de paladiu (procesul Wacker) duce la formarea aldehide și cetone:

2CH 2 \u003d CH 2 + O 2 PdCI2/H20→ 2CH3-CO-H

Omologii sunt oxidați la atomul de carbon mai puțin hidrogenat:

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + 1 / 2O 2 PdCI2/H20→ CH3-CH2-CO-CH3

Alchinele

Oxidarea acetilenei și a omologilor săi are loc în funcție de mediul în care are loc procesul.

dar) Într-un mediu acid, procesul de oxidare este însoțit de formarea de acizi carboxilici:

Reacția este utilizată pentru a determina structura alchinelor prin produși de oxidare:

În medii neutre și slab alcaline, oxidarea acetilenei este însoțită de formarea oxalaților corespunzători (săruri ale acidului oxalic), iar oxidarea omologilor este însoțită de ruperea triplei legături și formarea de săruri ale acizilor carboxilici:

Pentru acetilenă:

1) Într-un mediu acid:

H-C≡C-H KMnO 4, H 2 ASA DE 4 → HOOC-COOH (acid oxalic)

3CH≡CH +8KMnO 4 H 2 O→ 3KOOC-COOK oxalat de potasiu+8MnO2↓+ 2KOH+ 2H2O

Arene

(benzen și omologii săi)

La oxidarea arenelor într-un mediu acid, trebuie să ne așteptăm la formarea de acizi, iar în mediu alcalin, de săruri.

Omologii de benzen cu catenă laterală (indiferent de lungimea sa) sunt oxidați de un agent oxidant puternic la acid benzoic la atomul de carbon α. Omologii de benzen, atunci când sunt încălziți, sunt oxidați de permanganat de potasiu într-un mediu neutru pentru a forma săruri de potasiu ale acizilor aromatici.

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O,

5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 \u003d 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 12MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O,

C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 \u003d C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2O.

Subliniem că, dacă există mai multe lanțuri laterale într-o moleculă de arenă, atunci într-un mediu acid fiecare dintre ele este oxidată la un atom de carbon a la o grupare carboxil, rezultând formarea acizilor aromatici polibazici:

1) Într-un mediu acid:

C6H5-CH2-R KMnO 4, H 2 ASA DE 4 → C6H5-COOH acid benzoic+CO2

2) Într-un mediu neutru sau alcalin:

C6H5-CH2-R KMnO4, H2O/(OH)→ C 6 H 5 - COOK + CO 2

3) Oxidarea omologilor benzenului cu permanganat de potasiu sau bicromat de potasiu la încălzire:

C6H5-CH2-R KMnO 4, H 2 ASA DE 4, t ˚ C→ C6H5-COOH acid benzoic+ R-COOH

4) Oxidarea cumenului cu oxigen în prezența unui catalizator (metoda cumenului pentru producerea fenolului):

C6H5CH(CH3)2 O2, H2SO4→ C6H5-OH fenol + CH3-CO-CH3 acetonă

5C 6 H 5 CH(CH 3) 2 + 18KMnO 4 + 27H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 42H 2 O + 18MnSO 4 + 10CO 2 + K 2 SO 4

C6H5CH (CH3)2 + 6H20 - 18'→ C6H5COOH + 2C02 + 18H + | x5

Mn04 - + 8H + + 5ē→ Mn +2 + 4H20 | x18

Trebuie acordată atenție la faptul că la oxidare ușoară a stirenului cu permanganat de potasiu KMnO 4 într-un mediu neutru sau ușor alcalin legătura π se rupe, se formează glicol (alcool dihidroxilic). Ca rezultat al reacției, soluția colorată de permanganat de potasiu devine rapid incoloră și precipită un precipitat maro de oxid de mangan (IV).

Oxidare agent oxidant puternic- permanganat de potasiu în mediu acid - duce la ruperea completă a dublei legături și formarea de dioxid de carbon și acid benzoic, soluția devine incoloră.

C 6 H 5 -CH=CH 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 → C 6 H 5 -COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 +4 H 2 O

Alcoolii

Trebuie amintit că:

1) alcoolii primari sunt oxidați la aldehide:

3CH3-CH2OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 \u003d 3CH3-CHO + K2SO4 + Cr2 (SO4)3 + 7H2O;

2) alcoolii secundari sunt oxidați la cetone:

3) pentru alcoolii terțiari, reacția de oxidare nu este tipică.

Alcoolii terțiari, în moleculele cărora nu există atom de hidrogen la atomul de carbon care conține gruparea OH, nu se oxidează în condiții normale. În condiții dure (sub acțiunea agenților oxidanți puternici și la temperaturi ridicate), aceștia pot fi oxidați într-un amestec de acizi carboxilici cu greutate moleculară mică, adică. distrugerea scheletului de carbon.

Când metanolul este oxidat cu o soluție acidulată de permanganat de potasiu sau dicromat de potasiu, se formează CO2.

Alcoolii primari în timpul oxidării, în funcție de condițiile de reacție, pot forma nu numai aldehide, ci și acizi.

De exemplu, oxidarea etanolului cu dicromat de potasiu la rece se termină cu formarea acidului acetic, iar când este încălzit, acetaldehida:

3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O,

Dacă trei sau mai multe grupări OH sunt legate de atomi de carbon adiacenți, atunci atomii mijlocii sau mijlocii sunt transformați în acid formic atunci când sunt oxidați cu acid clorhidric.

Oxidarea glicolilor cu permanganat de potasiu într-un mediu acid se desfășoară în mod similar cu scindarea oxidativă a alchenelor și duce, de asemenea, la formarea de acizi sau cetone, în funcție de structura glicolului inițial.

Aldehide și cetone

Aldehidele se oxidează mai ușor decât alcoolii la acizii carboxilici corespunzători nu numai sub acțiunea agenților oxidanți puternici (oxigen din aer, soluții acidulate de KMnO 4 și K 2 Cr 2 O 7), dar și sub acțiunea celor slabi (soluție de amoniac). de oxid de argint sau hidroxid de cupru (II)):

5CH 3 -CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5CH 3 -COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O,

3CH 3 -CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 \u003d 3CH 3 -COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O,

CH3-CHO + 2OH CH3-COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O

Atentie speciala!!! Oxidarea metanalului cu o soluție de amoniac de oxid de argint duce la formarea de carbonat de amoniu și nu de acid formic:

HCHDESPRE+ 4OH = (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O.

Pentru compilarea ecuațiilor reacțiilor redox se utilizează atât metoda echilibrului electronic, cât și metoda semireacției (metoda electron-ion).

Pentru chimia organică, nu starea de oxidare a atomului este importantă, ci schimbarea densității electronilor, în urma căreia apar sarcini parțiale pe atomi care nu sunt în niciun fel în concordanță cu valorile stărilor de oxidare.

Multe instituții de învățământ superior includ sarcini de selecție a coeficienților în ecuațiile OVR prin metoda ion-electronică (metoda semireacției) în biletele pentru examenele de admitere. Dacă școala acordă măcar o oarecare atenție acestei metode, este în principal oxidarea substanțelor anorganice.

Să încercăm să aplicăm metoda semireacției pentru oxidarea zaharozei cu permanganat de potasiu într-un mediu acid.

Avantajul acestei metode este că nu este nevoie să ghiciți și să scrieți imediat produsele de reacție. Ele sunt destul de ușor de determinat în cursul ecuației. Un agent oxidant într-un mediu acid își manifestă cel mai pe deplin proprietățile sale de oxidare, de exemplu, anionul MnO - se transformă într-un cation Mn 2+, compușii organici ușor oxidați sunt oxidați la CO 2.

Scriem în forma moleculară a transformării zaharozei:

În partea stângă, lipsesc 13 atomi de oxigen; pentru a elimina această contradicție, să adăugăm 13 molecule de H 2 O.

Partea stângă conține acum 48 de atomi de hidrogen, ei sunt eliberați ca cationi H +:

Acum egalăm încărcăturile totale din dreapta și din stânga:

Schema de semireacție este gata. Elaborarea unei scheme a celei de-a doua jumătăți de reacție nu provoacă de obicei dificultăți:

Să combinăm ambele scheme:

Sarcina pentru munca independenta:

Terminați UHR și aranjați coeficienții utilizând metoda echilibrului electronic sau metoda semireacției:

CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KMnO 4 + H 2DESPRE →

(CH 3) 2 C \u003d C-CH 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

DINH3-CH2-C≡C-CH3 + KMnO4 + H2SO4 →

C6H5-CH3 + KMnO4 + H2O →

C 6 H 5 -C 2 H 5 + KMnO 4 + H 2 SO 4 →

C 6 H 5 - CH 3 + KMnO 4 + H 2 ASA DE 4 →

Notitele mele:

O atenție deosebită a elevilor trebuie acordată comportării agentului oxidant - permanganat de potasiu KMnO 4 în diferite medii. Acest lucru se datorează faptului că reacțiile redox în CMM-uri apar nu numai în sarcinile C1 și C2. În sarcinile lui SZ, reprezentând un lanț de transformări ale substanțelor organice, ecuațiile de oxidare-reducere nu sunt neobișnuite. La școală, agentul de oxidare este adesea scris deasupra săgeții ca [O]. Cerința pentru îndeplinirea unor astfel de sarcini la USE este desemnarea obligatorie a tuturor substanțelor inițiale și a produselor de reacție cu aranjarea coeficienților necesari.

Descrierea prezentării REACȚII REDOX CU SUBSTANȚE ORGANICE pe diapozitive

REACȚII REDOX CU PARTICIPAREA SUBSTANȚELOR ORGANICE Kochuleva L.R., profesor de chimie, Liceul nr. 9, Orenburg

În chimia organică, oxidarea este definită ca un proces în care, ca urmare a transformării unei grupări funcționale, un compus trece de la o categorie la una superioară: alchenic alcool aldehidă (cetonă) acid carboxilic. Majoritatea reacțiilor de oxidare implică introducerea unui atom de oxigen în moleculă sau formarea unei duble legături cu un atom de oxigen deja existent datorită pierderii atomilor de hidrogen.

OXIDANȚI Pentru oxidarea substanțelor organice se folosesc de obicei compuși ai metalelor de tranziție, oxigen, ozon, peroxizi și compuși ai sulfului, seleniului, iodului, azotului și alții. Dintre agenții de oxidare pe bază de metale tranziționale, se folosesc în principal compușii de crom (VI) și mangan (VII), (VI) și (IV). Cei mai comuni compuși ai cromului (VI) sunt o soluție de dicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 în acid sulfuric, o soluție de trioxid de crom Cr. O 3 în acid sulfuric diluat.

OXIDANȚI În timpul oxidării substanțelor organice, cromul (VI) în orice mediu este redus la crom (III), totuși, oxidarea în mediu alcalin în chimia organică nu își găsește aplicație practică. Permanganat de potasiu KMn. O 4 în diferite medii prezintă proprietăți oxidante diferite, în timp ce puterea agentului de oxidare crește într-un mediu acid. Manganat de potasiu K 2 Mn. O4 și oxid de mangan (IV) Mn. O 2 prezintă proprietăți oxidante numai într-un mediu acid

ALCHENE În funcţie de natura agentului de oxidare şi de condiţiile de reacţie se formează diverşi produşi: alcooli dihidroxilici, aldehide, cetone, acizi carboxilici La oxidarea cu o soluţie apoasă de KMn. O 4 la temperatura camerei, legătura π se rupe și se formează alcooli dihidroxilici (reacția Wagner): Decolorarea soluției de permanganat de potasiu - o reacție calitativă pentru o legătură multiplă

ALCHENE Oxidarea alchenelor cu o soluție concentrată de permanganat de potasiu KMn. O 4 sau dicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 în mediu acid este însoțit de o ruptură nu numai a legăturilor π-, ci și a σ Produși de reacție - acizi carboxilici și cetone (în funcție de structura alchenei) Utilizarea acestei reacții , produsele oxidării alchenei pot fi determinate poziția dublei legături în molecula sa:

ALCHENE 5 CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 +8 KMn. O4 +12 H2SO4 → 10 CH3COOH +8 Mn. SO 4 + 4 K 2 SO 4 + 12 H 2 O 5 CH 3 –CH=CH-CH 2 -CH 3 +8 KMn. O4 +12 H2SO4 → 5 CH3COOH +5 CH3CH2COOH +8 Mn. SO 4 +4 K 2 SO 4 +12 H 2 O CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 +2 KMn. O4 +3 H2SO4 → CH3CH2COOH + CO2 +2 Mn. SO4 + K2SO4 +4H2O

ALCHENE Alchene ramificate care conțin un radical hidrocarbură la atomul de carbon legat printr-o legătură dublă, la oxidare formează un amestec de acid carboxilic și cetonă:

ALCHENE 5 CH 3 -CH \u003d C-CH 3 + 6 KMn. O 4 +9 H 2 SO 4 → │ CH 3 5 CH 3 COOH + 5 O \u003d C-CH 3 + 6 Mn. SO 4 + 3 K 2 SO 4+ │ CH 3 9 H 2 O

ALCHENE Alchenele ramificate care conțin radicali de hidrocarburi la ambii atomi de carbon legați printr-o legătură dublă formează un amestec de cetone la oxidare:

ALCHENE 5CH3-C=C-CH3 + 4 KMn. O 4 +6 H 2 SO 4 → │ │ CH 3 10 O \u003d C-CH 3 + 4 Mn. SO 4 + 2 K 2 SO 4 + 6 H 2 O │ CH

ALCHENE Ca urmare a oxidării catalitice a alchenelor cu oxigenul atmosferic, se obțin epoxizi: În condiții dure, atunci când sunt arse în aer, alchenele, ca și alte hidrocarburi, ard pentru a forma dioxid de carbon și apă: C 2 H 4 + 3 O 2 → 2C02 + 2H2O

ALCADIENE CH 2 =CH−CH=CH 2 Există două legături duble terminale în molecula oxidată, prin urmare, se formează două molecule de dioxid de carbon. Scheletul de carbon nu este ramificat, prin urmare, atunci când atomii de carbon 2 și 3 sunt oxidați, se formează grupări carboxil CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 + 4 KMn. O 4 + 6 H 2 SO 4 → 2 CO 2 + HCOO−COOH + 4 Mn. SO4+2K2SO4+8H2O

ALCHINE Alchinele sunt ușor oxidate de permanganat de potasiu și dicromat de potasiu la locul unei legături multiple Când alchinele sunt tratate cu o soluție apoasă de KMn. O 4 se decolorează (reacție calitativă la o legătură multiplă) Când acetilena reacționează cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu, se formează o sare de acid oxalic (oxalat de potasiu):

ALCHINE Acetilena poate fi oxidată cu permanganat de potasiu în mediu neutru până la oxalat de potasiu: 3 CH≡CH +8 KMn. O 4 → 3 KOOC–COOK +8 Mn. O 2 +2 KOH +2 H 2 O Într-un mediu acid, oxidarea se duce la acid oxalic sau dioxid de carbon: 5 CH≡CH +8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH + 8 Mn. SO4 +4K2SO4 +12 H2O CH≡CH + 2 KMn. O 4 +3 H 2 SO 4 \u003d 2 CO 2 + 2 Mn. SO4 + 4H2O + K2SO

ALCHINE Oxidarea cu permanganați de potasiu în mediu acid la încălzire este însoțită de o rupere a lanțului de carbon la locul legăturii triple și duce la formarea acizilor: Oxidarea alchinelor care conțin o legătură triplă la atomul de carbon extrem este însoțită sub aceste condiții prin formarea acidului carboxilic și a CO2:

ALCHINE CH 3 C≡CCH 2 CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 → CH 3 COOH + CH 3 CH 2 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O 3 CH 3 C≡CH+4 K 2 Cr 2 O 7 +16 H 2 SO 4 →CH 3 COOH+3 CO 2++ 4 Cr 2(SO 4)3 + 4 K 2 SO 4 +16 H 2 O CH 3C≡CH+8KMn. O 4+11 KOH →CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8 K 2 Mn. O4+6H2O

CICLOALCANI ŞI CICLOALCHENE Sub acţiunea agenţilor oxidanţi puternici (KMn. O 4 , K 2 Cr 2 O 7 etc.), cicloalcanii şi cicloalchenele formează acizi carboxilici dibazici cu acelaşi număr de atomi de carbon: 5 C 6 H 12 + 8 KMn . O 4 + 12 H 2 SO 4 → 5 HOOC (CH 2) 4 COOH + 4 K 2 SO 4 + 8 Mn. S04+12H20

ARENES Benzen Rezistent la agenții oxidanți la temperatura camerei Nu reacționează cu soluțiile apoase de permanganat de potasiu, dicromat de potasiu și alți agenți oxidanți Poate fi oxidat cu ozon pentru a forma dialdehidă:

ARENES Omologii benzenului se oxidează relativ ușor. Lanțul lateral suferă oxidare, în toluen - gruparea metil. Agenții de oxidare blând (Mn. O 2) oxidează gruparea metil la gruparea aldehidă: C 6 H 5 CH 3+2 Mn. O2+H2S04→C6H5CHO+2Mn. S04+3H20

ARENA Oxidanți mai puternici - KMn. O 4 într-un mediu acid sau un amestec de crom, atunci când este încălzit, oxidează gruparea metil la o grupare carboxil: Într-un mediu neutru sau ușor alcalin, nu se formează acidul benzoic în sine, ci sarea acestuia, benzoatul de potasiu:

ARENĂ În mediu acid 5 C 6 H 5 CH 3 +6 KMn. O 4 + 9 H 2 SO 4 → 5 C 6 H 5 COOH + 6 Mn. SO 4 +3 K 2 SO 4 + 14 H 2 O Într-un mediu neutru C 6 H 5 CH 3 +2 KMn. O 4 \u003d C 6 H 5 COOK + 2 Mn. O 2 + KOH + H 2 O În mediu alcalin C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4 KMn. O 4 \u003d C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2 H 2 O + 4 Mn. O2 + KOH

ARENE Sub acțiunea agenților oxidanți puternici (KMn. O 4 în mediu acid sau amestec de crom), lanțurile laterale se oxidează indiferent de structură: atomul de carbon atașat direct de inelul benzenic de o grupare carboxil, carbonul rămas. atomi din lanțul lateral la CO 2 Oxidarea oricărui benzen omolog cu un lanț lateral sub acțiunea KMn. O 4 într-un mediu acid sau un amestec de crom duce la formarea acidului benzoic:

ARENES Omologii de benzen care conțin mai multe catene laterale formează acizii aromatici polibazici corespunzători la oxidare:

ARENE Într-un mediu neutru sau ușor alcalin, oxidarea cu permanganat de potasiu produce o sare de acid carboxilic și carbonat de potasiu:

ARENA 5 C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12 KMn. O4 + 18 H2SO4 -> 5C6H5-COOH + 5CO2 + 12 Mn. SO4 + 6K2SO4 + 28 H2OC6H5-C2H5 +4 KMn. O4 → C6H5-COOK + K2CO3 + KOH +4 Mn. O2+2H2O5C6H5-CH (CH3)2 + 18 KMn. O4 + 27 H2S04 ---> 5C6H5-COOH + 10C02 + 18 Mn. S04+9K2S04+42H2O5CH3-C6H4-CH3+12 KMn. O4 +18 H2SO4 → 5C6H4 (COOH)2 +12 Mn. S04+6K2SO4+28H2OCH3-C6H4-CH3+4 KMn. O4 → C6H4(COOK)2 +4 Mn. O2+2KOH +2H2O

STIREN Oxidarea stirenului (vinilbenzen) cu o soluţie de permanganat de potasiu în mediu acid şi neutru: 3 C 6 H 5 -CH=CH 2 + 2 KMn. O4 + 4H2O → 3C6H5-CH-CH2 + 2 Mn. O 2 + 2 KOH ı ı OH OH Oxidarea cu un oxidant puternic – permanganat de potasiu în mediu acid – are ca rezultat ruperea completă a dublei legături și formarea de dioxid de carbon și acid benzoic; soluția devine incoloră. C6H5-CH=CH2 + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 SO 4 → C 6 H 5 -COOH + CO 2 + K 2 SO 4 + 2 Mn. S04+4H20

ALCOOLI Cei mai potriviţi agenţi oxidanţi pentru alcoolii primari şi secundari sunt: ​​KMn. amestec de crom O4. Alcoolii primari, cu excepția metanolului, sunt oxidați în aldehide sau acizi carboxilici:

ALCOOLI Metanolul se oxidează la CO 2: Etanolul sub acțiunea Cl 2 se oxidează la acetaldehidă: Alcoolii secundari se oxidează la cetone:

ALCOOLI Alcool dihidroxilic, etilenglicol HOCH 2 -CH 2 OH, la incalzire in mediu acid cu o solutie de KMn. O 4 sau K 2 Cr 2 O 7 este ușor oxidat la acid oxalic, iar în neutru la oxalat de potasiu. 5 CH2(OH) - CH2(OH) + 8 KMn. O 4 +12 H 2 SO 4 → 5 HOOC - COOH + 8 Mn. S04+4K2S04+22H2O3CH2(OH) - CH2(OH) + 8 KMn. O 4 → 3 KOOC–COOK +8 Mn. O2+2KOH +8H2O

FENOLI Se oxidează cu ușurință datorită prezenței unei grupări hidroxo legate de inelul benzenic.Fenolul este oxidat de peroxid de hidrogen în prezența unui catalizator la fenol pirocatecol diatomic, iar când este oxidat cu un amestec de crom, la parabenzochinonă:

ALDEHIDE ŞI CETONE Aldehidele se oxidează uşor, în timp ce gruparea aldehidă se oxidează la o grupare carboxil: 3 CH 3 CHO + 2 KMn. O 4 + 3 H 2 O → 2 CH 3 COOK + CH 3 COOH + 2 Mn. O 2 + H 2 O 3 CH 3 CH \u003d O + K 2 Cr 2 O 7 + 4 H 2 SO 4 \u003d 3 CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7 H 2 O Metanul este oxidat la CO 2:

ALDEHIDE ȘI CETONE Reacții calitative la aldehide: oxidare cu hidroxid de cupru (II) reacție „oglindă de argint” Sare, nu acid!

ALDEHIDE ŞI CETONE Cetonele se oxidează cu dificultate, asupra lor nu acţionează agenţi oxidanţi slabi.Sub acţiunea agenţilor oxidanţi puternici, legăturile CC se rup pe ambele părţi ale grupării carbonil pentru a forma un amestec de acizi (sau cetone) cu o cantitate mai mică. numărul de atomi de carbon decât în ​​compusul original:

ALDEHIDE ŞI CETONE În cazul unei structuri cetonice asimetrice, oxidarea se realizează predominant din partea atomului de carbon mai puţin hidrogenat de la grupa carbonil (regula Popov-Wagner).Pe baza produşilor de oxidare ai cetonei, structura acesteia poate fi stabilit:

ACID FORMIC Dintre acizii monobazici saturați, doar acidul formic se oxidează ușor. Acest lucru se datorează faptului că în acidul formic, pe lângă gruparea carboxil, poate fi izolată și o grupare aldehidă. 5 NUN + 2 KMn. O4 + 3H2SO4 → 2 Mn. SO 4 + K 2 SO 4 + 5 CO 2 + 8 H 2 O Acidul formic reacționează cu o soluție de amoniac de oxid de argint și hidroxid de cupru (II) HCOOH + 2OH → 2 Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2 NH 3 + H 2 O HCOOH + 2 Cu(OH) 2 CO 2 + Cu 2 O↓+ 3 H 2 O În plus, acidul formic este oxidat de clor: HCOOH + Cl 2 → CO 2 + 2 HCl

ACIZI CARBOXICI NESURAȚI Se oxidează ușor cu o soluție apoasă de KMn. O 4 într-un mediu slab alcalin cu formare de dihidroxiacizi și sărurile acestora: Într-un mediu acid, scheletul de carbon se rupe la locul dublei legături C=C cu formarea unui amestec de acizi:

ACID OXALIC Se oxidează ușor de KMn. O 4 într-un mediu acid când este încălzit la CO 2 (metoda permanganatometrică): Când este încălzit, suferă decarboxilare (reacție de disproporționare): În prezența H2SO4 concentrat, când este încălzit, acidul oxalic și sărurile sale (oxalații) sunt disproporționate:

Notăm ecuațiile reacției: 1) CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 2) 3) 4) 5) 16,32% (36,68%, 23,82%) Pt, la X 3 X 2 Pt, la. KMn. O 4 KOH X 4 heptan KOH, la benzen. X1 Fe, HCI. HNO3H2SO4CH3 + 4H2CH3 + 6 KMn. O 4 + 7 KOHCOOK + 6 K 2 Mn. O 4 + 5 H 2 O COOK + KOH+ K 2 CO 3 la NO 2 + H 2 O+ HNO 3 H 2 SO 4 NH 3 C l + 3 F e C l 2 + 2 H 2 ON O 2 + 3 F e + 7HC l